4.2 电解池（第2课时）（导学案）-【上好课】高二化学同步高效课堂（人教版2019选择性必修1）

第四章《化学反应与电能》导学案 第二节 电解池 第二课时 电解池原理的应用 【学习目标】 1.能说出电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用； 2.知道电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用； 3.会书写有关电解原理的应用的电极反应式及化学方程式； 【学习重难点】 1.掌握电解饱和食盐水的原理。(重点) 2.了解电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用。(重点) 【旧知回顾】电解池原理 1.电解：使电流通过电解质溶液或熔融电解质，而在阴、阳 两极引起氧化还原反应的过程。电解过程可以看作外接电源提供的电能，借助电解池将还原剂的电子转移给了氧化剂。 2.电解池（电解槽）：把电能转变为化学能的装置。 3.阴阳极的判断： 4.阴阳极离子放电规律（惰性电极） · 阳极：失电子，发生氧化反应—比较——还原性(失电子能力）强弱 阴离子的放电顺序是： S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F- · 阴极：得电子，发生还原反应—比较——氧化性(得电子能力）强弱 阳离子在阴极上放电顺序是： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 【课中探究】 情境导入：电解饱和食盐水在工业生产中的应用 我们熟悉的氯气、烧碱（氢氧化钠）以及氯化氢的化工产品，广泛应用于各个领域，成为国民经济各个部门不可或缺的重要材料。这些原料在工业上可以通过电解饱和食盐水制得。 1.NaOH是玻璃、肥皂、纺织工业上的重要原料。 纺织 肥皂 玻璃 2.Cl2是合成橡胶、盐酸、漂白产品上的重要原料。 一、氯碱工业 活动一、电解饱和食盐水实验（无离子交换膜） 任务1：引导学生思考电解饱和食盐水原理。 【讨论1】用电解饱和食盐水的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，用学习过的电解池知识构建模型。 【答题要点】 1.分析溶液中存在的离子，且明确离子移动的方向； ① 溶液中存在的离子：Na+、 H+、 Cl－、 OH－ ② 阴离子（Cl－、 OH－）→阳极；阳离子Na+、 H+→阴极 2. 比较阴阳极的离子放电顺序 ① 阳极： Cl－ ＞ OH- 阴极： H+ ＞ Na+ 任务2：引导学生书写电解饱和食盐水的电极反应式，并观察实验现象； 【答题要点】阳极 2Cl－－2e－=Cl2↑ 阴极 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－电解 总电极反应式：2NaCl＋2H2O == Cl2↑＋H2↑＋2NaOH 【讨论1】若在两电极附近滴加酚酞试液，会有什么现象? 【答题要点】阴极试液变红！阳极无明显变化！ 【讨论2】能否用该电解池制备Cl2、H2 和NaOH？ 【答题要点】 1. 电解产生的Cl2接触NaOH溶液(会反应)，使产品不纯；同时生成物H2和Cl2混合，容易引起爆炸。 2. Cl2接触NaOH溶液反应：Cl2 + 2OH-=== ClO- + Cl- + H2O 3.解决这类问题，需要阻止Cl2与2OH-相互接触。 活动二、离子交换膜的学习 任务1：分组讨论离子交换膜的功能及特点 【答题要点】1.离子交换膜是一类高分子膜，它能选择性地使物质通过。阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子则不能通过。 2.离子交换膜结构示意图： ① 只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过。 ② 防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量和质量。 任务2：总结离子交换膜的作用 【答题要点】 (1)隔离某些物质，防止发生化学反应； (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用； (3)用于物质的制备（电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质）； (4)用于物质的分离、提纯。 任务3：老师总结常见的离子交换膜 【答题要点】 (1)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 (4)双极膜(由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜)，双极膜中间层的H＋在直流电场作用下移向阴极，OH－移向阳极。 【总结】教师总结氯碱工业产品及其应用 【对应练习1】 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　) A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解质转移到烧杯中充分搅拌后溶液呈中性 【对应练习2】如图所示，用石墨电极电解饱和食盐